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碳纤维增强树脂基复合材料结构由于其轻质高强、耐疲劳、耐腐蚀等优势性能在航空领域得到了广泛应用,然而,其在整个寿命过程中也不可避免地会遭受各种形式的损伤,如分层、擦伤、裂纹、磨损等。为保证维修后的复合材料结构满足飞机的持续适航性,必须对维修的效果进行相应的验证。本文以波音公司碳纤维/环氧树脂复合材料体系为研究对象,基于SCARF胶接维修方式,主要研究了胶接维修表面微观物理、化学性能与维修效果的内在关联,并采用试验验证方法(MC2)和分析计算验证方法(MC4)验证了维修参数对维修效果的影响,最后针对于实际维修工作提出了维修参数优化的建议。论文的主要研究内容如下：(1)复合材料表/界面微观性能与胶接强度的内在关联研究；基于材料表面/界面微观物理、化学性能,结合机械嵌锁、流变和吸附等胶接理论,从微观本征角度对维修表面性能与胶接强度的内在联系进行了深入研究。(2)维修参数与复合材料维修效果的影响及其破坏模式研究；基于SCARF胶接维修方式进行了复合材料层压板维修试验,并对试样进行了拉伸力学性能的测试与表征,得到了该修理构型下的四种破坏模式,分析了打磨砂纸目数G、挖补角度β、附加层层数N、RTD(Room temperature and dry condition)/ETW(Elevated temperature and wet condition)环境这四个维修参数对维修效果的影响。(3)复合材料胶接维修的适航验证研究。采用MC2、MC4方法对维修后的复合材料结构进行适航验证研究。基于复合材料层压板理论,采用ANSYS有限元软件构建了维修附加铺层和挖补角度对维修效果影响的三维模型,计算分析了维修后层压板的极限载荷和失效位置,并将计算结果与力学试验结果进行比对和分析,证明了模型的有效性。基于以上理论研究、试验验证与计算分析,对于采用SCARF维修方式的波音复合材料体系,推荐的维修参数为打磨砂纸目数为100目,挖补角度为4。,附加层数为1层,并建议实际维修工作在常温、通风和湿度较低的环境下进行。